ساخت و بهینهسازی حسگر حساس به رطوبت مبتنی بر نانوساختارهای متخلخل تری-اکسید تنگستن/نانوذرات نقره
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفهای، تهران، ایران
2 گروه شیمی آلی و بیوشیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3 گروه شیمی آلی و بیوشیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
doi
چکیده
هدف این تحقیق، ساخت حسگری رطوبتی بر پایه نانوساختار متخلخل تریاکسید تنگستن خالص و دوپ شده با نانوذرات نقره و استفاده از خصوصیات تغییرات اهمی، ظرفیت خازنی و امپدانسی آن در مقابل رطوبت به عنوان خروجی است. مشخصات ساختاری نانوکامپوزیت تهیه شده، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و دستگاه پراش اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تریاکسید تنگستن سنتزی به شکل کرههایی با ابعاد 3 تا 7 میکرومتر با ساختار متخلخل سطحی در اندازه 10 تا 60 نانومتر میباشد. برای تولید حسگرها، نخست مواد ترکیب و پراکندهسازی شد، سپس با روش تهنشینی بر روی مدار الکترود شانهای لایهنشانی گردید. بررسیها نشان داد حسگر دوپ شده با نانوذرات نقره، عملکرد بهتری در مقایسه با نمونه تریاکسید تنگستن خالص دارد. حساسیت این حسگر برای محدوده رطوبت نسبی50-20% و 90-50%، بهترتیب 4/4 و MΩ/%RH 68/0 بدست آمد که در مقایسه با نمونههای پیشین، 7 و 5% بهبود یافته است. زمان پاسخ و بازگشت این حسگر 2 و 7 ثانیه اندازهگیری شد که بهترتیب 5/37 و 4/41 برابر کوچکتر از نمونههای دردسترس است. کاهش ظرفیت خازنی حسگر تا Pf 3800، با افزایش رطوبت نسبی به 90% از سایر یافتهها است. تغییرات امپدانسی قابل توجه حسگر در برابر تغییرات رطوبت از سایر نتایج مهم است که نشان میدهد که امپدانس میتواند با جبران خطاهای ناشی از تغییرات اهمی و ظرفیت خازنی، به عنوان خروجی حسگر در نظر گرفته شود.
